第1冊 參數(shù)設(shè)計方法與品質(zhì)工程技術(shù)(盟主).ppt

1、1 APLUS Inc., 2004,2 APLUS Inc., 2004,參數(shù)設(shè)計方法與品質(zhì)工程技術(shù) 目 錄 1. 產(chǎn)品設(shè)計者的任務(wù)-3 2. 生產(chǎn)制程設(shè)計者的任務(wù)-7 3. 線上品質(zhì)工程者的任務(wù)-8 4. 品質(zhì)功能和企業(yè)活動-11 5. 品質(zhì)工程主要內(nèi)容一覽表-15 6.何謂參數(shù)設(shè)計-16 7.田口方法范例一- 18 8.田口方法范例二-45,3 APLUS Inc., 2004,1. 產(chǎn)品設(shè)計者的任務(wù) 產(chǎn)品設(shè)計部門是將企劃所決定的產(chǎn)品機(jī)能在成本限制之下，限期開 發(fā)出新產(chǎn)品 ，其使用的手法有以下四個步驟： (1)系統(tǒng)選擇 科學(xué)和工程最大的差距在于科學(xué)是探求自然現(xiàn)象的正確法則，但正 確法則只

2、有一個而已。而在工程領(lǐng)域里，設(shè)計某產(chǎn)品的功能卻可有無 數(shù)的方法。在無數(shù)的系統(tǒng)中，選擇符合目的地，稱為系統(tǒng)選擇。 (a)盡可能選擇尚未問世的系統(tǒng)，并以專利保護(hù)之。 (b)同時考慮安全設(shè)計。在功能全部失效時，避免社會損失太大。 (c)以統(tǒng)計方式演變的實驗計劃法應(yīng)該由設(shè)計工程師來寫才恰當(dāng)，而 非由統(tǒng)計人員來處理。,4 APLUS Inc., 2004,(2)參數(shù)設(shè)計 被選擇的系統(tǒng)中，有很多參數(shù)值必需被決定。而以實驗計劃法和 SN比概念來決定參數(shù)值，以同時提高品質(zhì)和降低成本的設(shè)計稱為“參 數(shù)設(shè)計”。 (3) 允差設(shè)計 當(dāng)參數(shù)設(shè)計后，各參數(shù)的中心值已經(jīng)決定，但是各零件和材料的 誤差百分比隨著價格與等級而

3、有所不同。運用實驗計劃法和SN比概 念來決定零件和材料的等級。以得到最佳品質(zhì)和成本的設(shè)計，稱為 允差設(shè)計。同時也可用允差設(shè)計來求得功能界限和失去功能時的近 似損失函數(shù)。,5 APLUS Inc., 2004,(4)允差的決定 這個步驟可以略去，它是說明將允差設(shè)計所決定的零件和材料， 寫入規(guī)格書和圖表上，并作成契約，交由生產(chǎn)線或由OEM(代工)來完 成。 系統(tǒng)的選擇，一般只需2天的討論便可決定，而在完成參數(shù)設(shè)計與 允差設(shè)計后，才能對產(chǎn)品品質(zhì)作最終的評價。產(chǎn)品設(shè)計隨著產(chǎn)品而有 些差異，其構(gòu)成階段可細(xì)分如下： (a) 總系統(tǒng) (b) 次系統(tǒng) (c) 單位和零件 (d)原件和個片的開發(fā) (e)材料的開

4、發(fā),6 APLUS Inc., 2004,注: 上述(a)到(e)的任一階段包含有系統(tǒng)選擇到允差決定第四步驟。 而第(c)到(e)階段常在產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)制程設(shè)計時一起拿來研究。 特別要提醒的是在系統(tǒng)選擇步驟里，必需包括安全設(shè)計是非常重要 的事，同時若產(chǎn)品中的兩功能獨立的話，最好分開研究之，若一起研究 則效率不高。譬如一臺復(fù)印機(jī)，送紙效果和影印清晰度的兩功能，基本 上是獨立的，就是兩者幾乎毫不相干，故最好分開作個別的研究。,7 APLUS Inc., 2004,2.生產(chǎn)制程設(shè)計者的任務(wù) 依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計的規(guī)格書和圖面，設(shè)計出高效率的生產(chǎn)線，其設(shè)計階段 仍為： (1) 系統(tǒng)選擇：加工工程系統(tǒng)(包括自動

5、校正系統(tǒng))乃由相關(guān)的傳統(tǒng)技術(shù) 決定之。 (2) 參數(shù)設(shè)計：關(guān)于包含購入材料和零件加工的各項工程，決定其最適 作業(yè)條件的參數(shù)值。藉由去除原因的影響來改善制程的 能力。 (3) 允差設(shè)計：針對各加工工程的作業(yè)條件和變異原因，決定其功能界 限和允差范圍。去除變異原因可作為抑制品質(zhì)變異的對 策。 上述的參數(shù)與允差設(shè)計可利用實驗計劃法，使得設(shè)計效率提升，尤 其參數(shù)設(shè)計比允差設(shè)計重要。,8 APLUS Inc., 2004,3.線上品質(zhì)工程者的任務(wù) 任何生產(chǎn)線慢慢地會偏離生產(chǎn)目標(biāo)，因此每隔一段時間要檢查目標(biāo) 值偏離的情形。若偏離太遠(yuǎn)，則必需停下來作調(diào)整和校正的工作，使制 造的產(chǎn)品均勻化。 應(yīng)該多久查檢一次

6、，調(diào)整的界限當(dāng)設(shè)在何值才使損失最少，便是所謂 的“線上品質(zhì)工程”(on-line quality engineering)。前面提及的產(chǎn)品設(shè)計和生 產(chǎn)制程設(shè)計階段是屬“離線品質(zhì)工程”(off-line quality engineering).,9 APLUS Inc., 2004,線上品質(zhì)工程可細(xì)分為3種： (1)線上工程管理 (a)產(chǎn)品特性值的回饋控制 (b)制程條件的回饋控制 (c)計測器的校正 (d)制程條件的預(yù)測、修正、和適應(yīng)性控制 (e)制程的預(yù)防與保全 上述技術(shù)并控制制程變化的原因，只是將其調(diào)回原來的狀況，使產(chǎn)品 的變異減小。,10 APLUS Inc., 2004,(2) 線上

7、產(chǎn)品管理 對1個個制造出來的產(chǎn)品作檢查，以備做修正、處理或廢棄。若有自 動檢查及處理的功能時，負(fù)責(zé)人只需作機(jī)器的校正就好。 (3)售后服務(wù) 出廠后的產(chǎn)品，使用某一段時間后作查檢、保全及客訴的處理，這是 屬于服務(wù)和營業(yè)部門的工作。前面(1)和(2)的線上管理是屬于制造部門的 工作。,11 APLUS Inc., 2004,4.品質(zhì)功能和企業(yè)活動 品質(zhì)中最難了解是產(chǎn)品在制造階段和出廠后，由于環(huán)境、劣化、產(chǎn)品 間的差異，而引起的功能變異。故把引起功能變異的原因(通稱為雜音， noise)分成下述3種說明之： (1)外部雜音(環(huán)境差別)： 有些產(chǎn)品 在某種條件下可發(fā)揮其功能，但在高溫、高濕狀況下就 無

8、法發(fā)揮功能，即是環(huán)境的變異。 (2)內(nèi)部雜音(劣化)： 相同的一批產(chǎn)品 ，初期的功能良好，使用幾年功能就不正常，即 是劣化的變異。另外，零件本身的變異亦是。譬如高精密零件雖較貴 但變異較小(即雜音小)，引起產(chǎn)品特性的變異也較小。,12 APLUS Inc., 2004,(3)產(chǎn)品間變異： 同樣規(guī)格的產(chǎn)品，有些功能正常，有些卻不正常，即是產(chǎn)品間變異， 是由制造工程之變異所產(chǎn)生。 在處理上述雜音的產(chǎn)品 設(shè)計，一般稱為產(chǎn)品的穩(wěn)健性設(shè)計，而田口則 稱為參數(shù)設(shè)計的手法。 對產(chǎn)品的功能品質(zhì)處理雜音的對策而言，企業(yè)的活動可簡述如表1.1 彼此表可以了解，要處理內(nèi)外部雜音必須要在開發(fā)設(shè)計階段完成。否則其 它階

9、段很難有所對策。因此，若產(chǎn)品出廠后，才發(fā)現(xiàn)對內(nèi)外部雜音太敏感 ，那么必定只有勞命傷財?shù)闹匦伦鳟a(chǎn)品設(shè)計了。而產(chǎn)品間變異這項雜音卻 散布在各個階段，這表示說那個階段設(shè)計不穩(wěn)健，產(chǎn)品間差異就會出現(xiàn)， 故產(chǎn)品設(shè)計徹頭徹尾改善工廠生產(chǎn)力中最強(qiáng)而有力的方法。,13 APLUS Inc., 2004,表1.1 機(jī)能別品質(zhì)對策一覽表,14 APLUS Inc., 2004,采取對策可能 預(yù)防保全可能 盡可能避免 不可能 另外，在系統(tǒng)方面，可選擇1至 3個系統(tǒng)(包括安全設(shè)計)；然后對這數(shù) 設(shè)計，才能些系統(tǒng)有效率地實施參對系統(tǒng)選擇良否作最后且公平的評斷 。允差設(shè)計有時候會用到安定性高的材料或零件 ，這會使成本增加

10、，但 也是不得已的對策，也應(yīng)通盤考量。,15 APLUS Inc., 2004,5. 品質(zhì)工程主要內(nèi)容一覽表,16 APLUS Inc., 2004,Delivery 開發(fā)速度越快的話，則開發(fā)所需的經(jīng)費也越少,Cost 可以獲得便宜的成本,Quality 若可得到優(yōu)良的品質(zhì)，則無謂的浪費也可以減少,是一種可以提高公司利益 使Q/C/D能取得平衡的方法,6. 何謂參數(shù)設(shè)計,17 APLUS Inc., 2004,技術(shù)倫 = 技術(shù)的掌握及想法,手法論（1）技術(shù)的評價方法 （2）最適設(shè)計手法,各方面的追求（理想的追求),以提升企業(yè)利益為目的所開發(fā)出來的工學(xué) ,科學(xué)以說明現(xiàn)狀為目的，其結(jié)果本身并不會提

11、升利益 ,18 APLUS Inc., 2004,問題描述 品質(zhì)特徵及因素(子)說明 直交表及因素配置 實驗步驟及資料彙集 資料分析 驗證實驗 結(jié)論 再次實驗 未來計畫,P80 TOP SHELL 9#射出成型之 色差變化因素探討,19 APLUS Inc., 2004,問題描述,自我司生產(chǎn)P80 TOP SHELL 以來，一直受到色差問題困擾，經(jīng)常會有此不良現(xiàn)象發(fā)生，不良比率在10%左右，由此給我司造成較大損失，使利潤提高受到抑制。並且因客戶嚴(yán)格要求我司對此作以改進(jìn)完善，故現(xiàn)經(jīng)我司生產(chǎn)部，品保部及工程課人員共同探討，利用甲上公司林教授所教的田口品質(zhì)工程技術(shù)進(jìn)行實驗設(shè)計，用盡可能少的時間，成本

12、，實驗次數(shù)，將影響TOP SHELL色差的因素尋找出來。使此不良現(xiàn)象逐步消失，給公司帶來更大的收益。,背景,20 APLUS Inc., 2004,制程分析及可控因素標(biāo)示,射出成型製造流程及可控因素標(biāo)示：,射出成型是在加工過程中，將熱塑性塑膠原料加熱至熔融狀態(tài)，再在高壓下送入並填滿由兩個半邊摸閉合形成的模腔，經(jīng)過一段時間冷卻定型後，將兩個半模分開，取出塑件，即完成一個操作程式，操作過程中兩邊模閉合須與注射操作時間互相配合，並準(zhǔn)確控制溫度，壓力及個別動作時間，使形成有規(guī)律性地迴圈。,21 APLUS Inc., 2004,一 品質(zhì)特性: 本實驗包含之品質(zhì)特性為我司射出成型的P80 TOP SHE

13、LL產(chǎn)品中的 色差不良數(shù)量,實驗?zāi)康氖窍Ｍ町a(chǎn)品的數(shù)量得以減少,即不良率不斷 降低,此即為望小特性.,(一) 色差之實驗設(shè)計部分:,按照SOP要求操作并使用色差比對樣品檢測色差,每組檢測50PCS,其 S/N之計算公式為: S/N=-10log(1/nYi2) Yi為每組50PCS的色差總數(shù)。,品質(zhì)特性及因素說明,22 APLUS Inc., 2004,二 可控因素： 本實驗可控因素之選取，是將前述之制造流程經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)人員分析 后，選取四個三水準(zhǔn)的可控因素，列表如下：,23 APLUS Inc., 2004,直交表及因素配置 一 直交表： 本實驗共有四個三水準(zhǔn)可控因數(shù)，每一實驗條件下均檢測5

14、0PCS樣本 ，計數(shù)色差不良數(shù)量，故本實驗采用L9（34）之直交表。 二 因素配置： 本實驗之四個可控因素，經(jīng)成份分析后，分別配置于L9（34）之直交 表之1，2，3，4列。,24 APLUS Inc., 2004,實驗步驟及資料匯集 一 實驗步驟： 本次實驗經(jīng)直交表配置分析后，交由射出成型現(xiàn)場技術(shù)人員進(jìn)行實驗 ，進(jìn)行9組實驗，每一組實驗選取50個樣本數(shù)，共選取450個樣本數(shù)進(jìn)行 計數(shù)值資料分析。 二 資料匯集： 由于本次實驗規(guī)劃之品質(zhì)特性為色差不良數(shù)，有關(guān)資料之匯集，將9 組450個樣本一一與樣品比對，并按SOP進(jìn)行操作得出9組資料，由此計 算S/N值。,25 APLUS Inc., 200

15、4,經(jīng)由執(zhí)行上述之步驟，得出直交表。,26 APLUS Inc., 2004,資 料 分 析,一 最佳化條件之選定,27 APLUS Inc., 2004,手算S/N比：,第1次實驗,S/N,= -10 log 1/n (Yi2) ,= -10 log(1/1*32),= -10 log(1/1*32),電腦算：,28 APLUS Inc., 2004,二 回應(yīng)表,29 APLUS Inc., 2004,A因子S/N比的計算過程：(手算),A1=-(9.542+15.563+9.542)/3=-11.549 A2=-(6.021+12.041+13.979)/3=-10.680 A3=-(15

16、.563+12.041+13.979)/3=-13.861 MAX-MIN=-10.680-(-13.861)=3.181,30 APLUS Inc., 2004,電腦算：,31 APLUS Inc., 2004,驗證實驗,一 驗證實驗條件描述：,經(jīng)資料分析后得出一組最佳條件組合如下：,A2 B1 C1 D3,計算最佳組合的S/N比及RAW：(手算) 計算過程S/N比：,32 APLUS Inc., 2004,計算過程Raw平均數(shù),33 APLUS Inc., 2004,電腦算：,34 APLUS Inc., 2004,轉(zhuǎn)換為可控因素描述如下：,35 APLUS Inc., 2004,經(jīng)過我司

17、工作人員的不懈努力,結(jié)合以上9組實驗,最終得出一組最佳條件:烘料溫度120,烘料時間4小時45分,螺桿溫度295,模溫118. 自從本星期五開始使用此條件后,通過兩天來的長時間檢測,發(fā)現(xiàn)到P80 TOP SHELL 9#產(chǎn)品的色差不良現(xiàn)象有所降低,這幾天的不良率基本控制在5%至7%. 總而言之,以上說明此前的條件并不是非常理想,而現(xiàn)在的條件方是較為理想的條件,且公司的利益由此得以體現(xiàn).,結(jié) 論,36 APLUS Inc., 2004,再 次 實 驗 一 前提 因經(jīng)過以上實驗,仍有較高之不良率,且在做前三項不良統(tǒng)計時,色 差不良現(xiàn)象依然是第一項,故我司射出課及相關(guān)工程人員決定在此基 礎(chǔ)上再次加以

18、改進(jìn). 二 可控因素： 本實驗可控因素之選取，是將前述之制造流程經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)人員分 析后，選取四個三水準(zhǔn)的可控因素，列表如下：,37 APLUS Inc., 2004,三 直交表： 本實驗共有四個三水準(zhǔn)可控因數(shù)，每一實驗條件下均檢測100PCS樣 本，計數(shù)色差不良數(shù)量，故本實驗采用L9（34）之直交表。 四 因素配置： 本實驗之四個可控因素，經(jīng)成份分析后，分別配置于L9（34）之直 交表之1，2，3，4列。,38 APLUS Inc., 2004,五 實驗步驟： 本次實驗經(jīng)直交表配置分析后，交由射出成型現(xiàn)場技術(shù)人員進(jìn)行實 驗，進(jìn)行9組實驗，每一組實驗選取100個樣本數(shù)，共選取900個樣本數(shù) 進(jìn)行

19、計數(shù)值資料分析。 六 資料匯集： 由于本次實驗規(guī)劃之品質(zhì)特性為色差不良數(shù)，有關(guān)資料之匯集，將 9組900個樣本一一與樣品比對，并按SOP進(jìn)行操作得出9組資料，由此 計算S/N值。,39 APLUS Inc., 2004,經(jīng)由執(zhí)行上述之步驟，得出直交表。,40 APLUS Inc., 2004,七 最佳化條件之選定,41 APLUS Inc., 2004,八 回應(yīng)表,42 APLUS Inc., 2004,九 驗證實驗條件描述： 經(jīng)資料分析后得出一組最佳條件組合如下：,A1 B1 C1 D1,43 APLUS Inc., 2004,轉(zhuǎn)換為可控因素描述如下：,十 結(jié)果 經(jīng)過此次實驗,關(guān)于P79 T

20、OP SHELL 9#色差不良現(xiàn)象已降低至12,44 APLUS Inc., 2004,未 來 計 劃 有關(guān)未來之計劃部分,由于田口式品質(zhì)工程技術(shù)于設(shè)計規(guī)劃或制程改善,均不失為一犀利之工具,故我司主管要求相關(guān)單位未來應(yīng)加強(qiáng)田口式品質(zhì)工程技術(shù)探討,并將此應(yīng)用于產(chǎn)品品質(zhì)提升上. 但是應(yīng)該考慮到的問題是:若因某項不良而改變條件后,同時出現(xiàn)其他嚴(yán)重問題又該如何?因此是否可以對幾項不良問題點同時分析并尋找最適合之條件. 制作人: 完成日期:,45 APLUS Inc., 2004,(二)NT1 LCD BEZEL 17” 1# 射出成型 之結(jié)合線明顯變化因素探討 一 問題描述 二 品質(zhì)特征及因子說明 三

21、 直交表及因子配置 四 實驗步驟及資料匯集 五 資料分析 六 驗證實驗 七 結(jié)論 八 未來計劃,46 APLUS Inc., 2004,問 題 描 述 一 背景 我司射出課7號機(jī)生產(chǎn)的NT1 LCD BEZEL 17” 1#經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)合線明 顯之不良現(xiàn)象,因該產(chǎn)品表面不噴漆,故一直用人工在進(jìn)行克服,報廢率 較高,且浪費公司人力。故現(xiàn)經(jīng)我司生產(chǎn)部，品保部及工程課人員共同 探討，決定利用甲上公司林教授所教的田口品質(zhì)工程技術(shù)進(jìn)行實驗設(shè) 計，用盡可能少的時間，成本，實驗次數(shù)，將影響LCD BEZEL 17” 1# 結(jié)合線明顯的因素尋找出來。對此因素加以調(diào)整,用以減少人力和減少 成本之目的。,47 AP

22、LUS Inc., 2004,二 制程分析及可控因素標(biāo)示 射出成型是在加工過程中，將熱塑性塑膠原料加熱至熔融狀態(tài)， 再在高壓下送入并填滿由兩個半邊摸閉合形成的模腔，經(jīng)過一段時間 冷卻定型后，將兩個半模分開，取出塑件，即完成一個操作程式，操 作過程中兩邊模閉合須與注射操作時間互相配合，并準(zhǔn)確控制溫度， 壓力及個別動作時間，使形成有規(guī)律性地循環(huán)。,射出成型制造流程及可控因素標(biāo)示：,48 APLUS Inc., 2004,品質(zhì)特性及因素說明,(二) 結(jié)合線明顯之實驗設(shè)計部分:,檢測使用結(jié)合線明顯限度樣品及SOP SIP要求操作,每組檢測100PCS后統(tǒng)計每組結(jié)合線明顯產(chǎn)品數(shù)量,其S/N 之計算公式為

23、: S/N=-10log(1/nYi2) Yi為每組100PCS的結(jié)合線明顯之不良品總數(shù)。,一 品質(zhì)特性:,本實驗包含之品質(zhì)特性為我司射出成型的NT1 LCD BEZEL 17” 1#產(chǎn)品中的結(jié)合線明顯不良數(shù)量,實驗?zāi)康氖窍ＭY(jié)合線明顯產(chǎn)品的數(shù)量得以減少,即不良率不斷降低,此即為望小特性.,49 APLUS Inc., 2004,二 可控因素：,本實驗可控因素之選取，是將前述之制造流程經(jīng)射出課梁副理及現(xiàn)場技術(shù)人員分析后，選取四個三水準(zhǔn)的可控因素，列表如下：,50 APLUS Inc., 2004,直交表及因素配置 一 直交表： 本實驗共有四個三水準(zhǔn)可控因數(shù)，每一實驗條件下均檢測100PCS樣

24、本，計數(shù)結(jié)合線明顯之不良數(shù)量，故本實驗采用L9（34）之直交表。 二 因素配置： 本實驗之四個可控因素，經(jīng)成份分析后，分別配置于L9（34）之直 交表之1，2，3，4列。,51 APLUS Inc., 2004,實驗步驟及資料匯集 一 實驗步驟： 本次實驗經(jīng)直交表配置分析后，交由射出成型現(xiàn)場技術(shù)人員進(jìn)行實驗 ，進(jìn)行9組實驗，每一組實驗選取100個樣本數(shù)，共選取900個樣本數(shù)進(jìn)行 計數(shù)值資料分析。 二 資料匯集： 由于本次實驗規(guī)劃之品質(zhì)特性為結(jié)合線明顯不良數(shù)，有關(guān)資料之匯集 ，將9組900個樣本一一與樣品比對，并按限度樣品 SOP及SIP進(jìn)行操作得 出9組資料，由此計算S/N值。,52 APLUS Inc., 2004,經(jīng)由執(zhí)行上述之步驟，得出直交表。,53 APLUS Inc., 2004,資 料 分 析,一 最佳化條件之選定,54 APLUS Inc., 2004,二 回應(yīng)表,55 APLUS Inc., 2004,A因子S/N比的計算過程：(手算) A1=-(37.9525+35.563+16.902)/3=-30.1392 A2=-(33.442+33.9794+31.8213)/3=-33.08